Repository of the Institute of Nuclear Physics PAN
Not a member yet
364 research outputs found
Sort by
Study of light exotic and stable nuclei with heavy ion reactions
No full textNuclear reactions with light and heavy ion beams are one of the most important
methods for the investigation of nuclear structure, main features of the nuclear forces and mechanisms of the nuclear processes. At present the most information in these fields is available for the nuclei close to the stability region. The structure and interactions of the nuclei out of this region (exotic nuclei) are insufficiently studied yet. There are two experimental methods to perform such investigations: the first one employs experiments with the radioactive (secondary) beams (direct method) and the second one is based on experiments with the stable ion beams producing multi-nucleon-transfer reactions. Both methods are used at present and successfully complement one another. The direct-secondary-beam methods use equipments which produce and form the secondary beams, sometimes with the secondary beam accelerators and storage rings. These equipments are sophisticated and rather expensive. At present, the obtained experimental data are very important but rather poor. The secondary beams have rather small intensities and therefore only elastic and inelastic scattering are studied using this method. The potential parameters of the unstable exotic nuclei interaction and their deformation parameters can be obtained in these experiments. The deformation parameters can only be obtained from the inelastic scattering data from experiments with radioactive nuclei. The next limitation of the exotic nuclei study using the direct method is the fact, that they are possible only for the radioactive ions living longer than several microseconds. More information about the study of exotic nuclei with the method of direct experiments are placed in Section 1.2. The development of the nuclear reaction theory and of the computational methods give possibilities of wide use of the second method - the stable ion beam experiments with the nucleon-transfer and cluster-transfer reactions. It should be noticed, that investigation of the exotic nuclei interactions, presented in this work, needs of simultaneous investigation of stable nuclei, taking part in the same reactions.
Theoretical analysis of the data, concerning the study of exotic nuclei with heavyion
reactions is more complex than the investigations using the direct method. The data
of elastic and inelastic scattering of radioactive ions are analyzed with the optical model
(OM) and coupled-reaction-channels method (CRC) using the nucleus-nucleus potentials of the same systems both in entrance and exit channels On the other hand, the incoming and outgoing reaction systems are different for the transfer reactions. Before the CRCcalculation of the reaction cross section, the potential parameters for the entrance-reaction channel must be deduced from the analysis of the elastic and inelastic scattering data. Moreover, because the parameters of the nucleus-nucleus potentials are energy dependent, studies of the energy dependence of these parameters play important role in investigation of the nuclear reaction of exotic nuclei. For this reason, studies of the elastic and inelastic scattering, based on optical potential parameters and their energy dependence are included in the present work in Chapter 4. The next problem concerning the transfer reaction studies is connected with the calculations of the nucleon and cluster spectroscopic amplitudes (SA). These calculations for nucleons and clusters can be performed in the frame of Translationary Invariant Shell Model (TISM) using the method described in [91] for the 1s-1p-shell nuclei which includes the light stable and exotic nuclei only. Therefore, the reactions investigated in the present work include only the nuclear processes for the interactions of 1p-shell nuclei. The large base of the TISM cluster SA was calculated and successfully applied in the present reaction studies. Due to their importance for nuclear structure and reaction mechanism studies, the tables of calculated SA are presented in the Appendix. The present work includes the results obtained by the author and collaborators, presented in Refs. [1-20]. In the CRC-method all possible reaction channels: elastic and inelastic scattering as well as one-step and multi-step transfers of nucleons and clusters are strongly coupled. Then, calculation of optical potential parameters requires determination of contribution of all possible processes to considered reaction. For this reason every investigated reactions are described as separate Sections of Chapters 4 and 5. This work is devoted to the investigation of the exotic nuclei by nuclear reactions using stable ion beams. This is a traditional method for study of structure of nuclei. These experiments can be performed by many nuclear groups which use the standard experimental equipments. Moreover, a large experimental database, obtained from these experiments already exists. Next, properties of the short living exotic nuclei as well as mechanism of their production can also be studied with nuclear reactions.
The study of the reaction mechanism are very important for deduction of the structure
properties of exotic nuclei and of the potential parameters of their interactions. When
dominant mechanism of the reaction is found, these parameters are fitted in order to describe the reaction data by the CRC-cross-section. The results of the reaction studies are presented in Chapter 5. Summary and conclusions are presented at the end of the work
Przystosowywanie cyklotronu AIC-144 do protonowej radioterapii oka część 5. Stabilność wiązki protonów w cyklotronie AIC-144: wybrane parametry, przyczyny i przeciwdziałania niestabilności
No full textThe cyclotron AIC – 144 at IFJ PAN in Krakow has been intended to the proton therapy
of the eye tumor. The non-standard requirements of the protons beam parameters for therapy, forced screw of the machine to do adaptation and improvement of the cyclotron systems. The last few years was dedicated to exchange the old systems to the new like: vacuum system, main magnet power supply, RF system, beam line system, beam line powers supplies. That work allowed doing the tests on the proton beam in treatment room. During tests the problems of protons beam stability of current and repeatability of protons beam of parameters has bean notice. Two themes have been presented in following article: the stability of the protons beam current in short time period; the repeatability of the protons beam parameters in long time period. Several factors can affect stability of current of protons beam. The most important are: work of ion source, long time of thermal stabilization of cyclotrons elements, variable of network of power supply. The main reason of repeatability of the protons beam parameters is capability of relocation acceleration chamber with respect to main magnet yoke
The SOF detectors in pulsed neutron measurements
No full textThe time decay of the pulsed thermal neutron flux has been measured with quasi-point SOF detectors (scintillator with the optical fiber). The detectors have been placed at three positions in a 12 cm cube of polyethylene. The time decay constants of the fundamental exponential mode of the thermal neutron flux have been determined and compared with results of a reference measurement using 3He neutron detectors at the cube surface and with a theoretical result from the thermal neutron diffusion theory.The work has been partly sponsored by the Polish Ministry of Science and Higher Education under research within the Scientific Network “Neutrons–Emission–Detection” [Decision Nos. 620/E-77/SN-0055/07 and 620/E-77/BWSN-0055/2008
Angular-energy distributions of neutrons emitted from the Wendelstein stellarator – Monte Carlo simulations
No full textAngular-energy distributions of neutron currents expected from the Wendelstein 7-X stellarator have been calculated by means of Monte Carlo methods using a simplified model of the stellarator. The MCNP5 code has been employed. The obtained spectra are to be used to design five sets of neutron and gamma detectors placed above this D-D fusion reactor. The counters are to provide information concerning both thermonuclear plasma diagnostics and dosimetry
Numeryczne modelowanie wpływu niejednorodności otoczenia odwiertu poziomego na odpowiedź sondy gęstościowej gamma-gamma
No full textThe response of the spectrometric gamma-gamma density tool in borehole conditions has been numerically simulated. A transport of gamma rays from a point source situated in a borehole tool through the rock medium to the detectors has been simulated using the MCNP code. An influence of heterogeneity of a rock medium surrounding the borehole on the response of detectors in the probe has been examined. The heterogeneity results from the presence of the interface between two different geological layers parallel to the borehole axis. Such conditions happen in horizontal logging practice when the borehole is drilled along the boundary of geological layer. It is possible to assess the distance from the boundary on the basis of the response of the gamma-gamma density tool, using the classic interpretation procedure “spine&ribs. We take advantage of the effect of different densities of the bordered layers. When the boundary is far-away the response of the probe fits to the “spine” curve and when the boundary is close – the response fits to the “rib”. The presented examples show the wide possibilities of numerical modeling of the complex borehole geometry and of applications to solve difficult interpretation problems of the nuclear borehole logging
Badania warstwy wierzchniej w aluminium i stopach aluminium za pomocą anihilacji pozytonów i metod komplementarnych
No full textPraca prezentuje wyniki badań warstwy wierzchniej powstałej w aluminium i jego stopach wskutek tarcia ślizgowego, ale także innych procesów modyfikujących powierzchnię. Podjęto zupełnie nową tematykę stanowiącą udaną próbę zastosowania w tym celu technik anihilacji pozytonów, które ze względu na wyjątkową czułość, pozwalają wyznaczyć profil defektów w warstwie wierzchniej. Pomiary te skorelowano z badaniami przeprowadzonymi metodami komplementarnymi stosowanymi standardowo w badaniach tribologicznych tj. pomiarem profilu mikrotwardości, obserwacjami za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej lub dyfrakcją promieniowania X, także w szczególnym przypadku z rozkładem naprężeń obliczonym teoretycznie. Wykazano, że spektroskopia anihilacji pozytonów jest skutecznym narzędziem do profilowania warstwy wierzchniej powstałej w wyniku tarcia nawet w przypadku lekkich metali i ich stopów, a także kompozytów. Pozwoliła ona określić całkowity zasięg takiej warstwy, który kształtował się w zależności od badanego materiału i sposobu modyfikacji powierzchni w granicach od 50 μm do 450 μm. Informacja ta wzbogacona jest o wskazanie typu defektów, który dominuje w takiej warstwie. Zastosowanie wiązki powolnych pozytonów do badania próbek czystego aluminium poddanych tarciu ślizgowemu umożliwiło określenie koncentrację defektów typu wakancji na głębokości mniejszej niż 1 μm oraz skorelowanie jej z wielkością krystalitów, co pozwoliło wyciągnąć wnioski o procesie zdrowienia w tej warstwie. Podjęto także próby zastosowania koincydencyjnej spektroskopii poszerzenia dopplerowskiego do badań próbek stopu i kompozytu na osnowie stopu aluminium. Ze względu na interdyscyplinarny charakter praca zawiera również przegląd podstawowych zagadnieniach z dziedziny tribologii, metodach badania warstwy wierzchniej i technikach eksperymentalnych spektroskopii anihilacji pozytonów
Dynamika procesu ekshalacji radonu z gruntu a parametry meteorologiczne i własności gleby
No full textRadon (222Rn) jako naturalny gazowy izotop promieniotwórczy występujący powszechnie w przyrodzie i jego krótkożyciowe produkty rozpadu są znaczącym czynnikiem odpowiedzialnym za dawkę promieniowania jonizującego jaką otrzymują ludzie. Jest więc przedmiotem zainteresowania od wielu lat – zarówno pod kątem naukowym (fizyka transportu radonu, jego ekshalacja z gleby, wnikanie do budynków, badanie rozkładu stężeń, itp.) jak i w aspekcie dozymetrycznym i jego wpływu na organizm człowieka. Ekshalacja radonu jest procesem wydostawania się radonu z gruntu (lub innych ośrodków, np. ścian, materiałów budowlanych) do atmosfery. Proces ten jest interesujący i złożony, zależny od wielu czynników. Zależności te nie są całkowicie wyjaśnione i są ciągle badane. Celem pracy było poszerzenie wiedzy na temat procesu ekshalacji radonu z gruntu. W szczególności podjęto próbę zbadania dynamiki tego zjawiska w dłuższym okresie czasu w powiązaniu z warunkami meteorologicznymi. Radon (222Rn) powstaje w gruncie w wyniku rozpadu promieniotwórczego występującego w nim radu (226Ra). Zatem własności gruntu, takie jak porowatość, przepuszczalność, stężenie radu oraz temperatura i wilgotność mają bezpośredni wpływ na dynamikę ekshalacji radonu. Temperatura powietrza i opady atmosferyczne wpływają bezpośrednio na temperaturę i wilgotność gleby, dlatego też są tymi czynnikami meteorologicznymi, które pośrednio oddziałują na proces ekshalacji radonu. Zminimalizowanie wpływu zmienności podstawowych parametrów gleby
(przepuszczalności, porowatości, gęstości, stężenia radu) było możliwe ponieważ pomiary wykonywano na stanowisku umieszczonym w tym samym miejscu. Na terenie IFJ PAN zostało utworzone stałe stanowisko do prowadzenia quasi ciągłych i długoterminowych pomiarów ekshalacji radonu. Dla celów pracy niezbędne było wykonywanie regularnych pomiarów szybkości ekshalacji radonu z jednoczesną rejestracją podstawowych parametrów meteorologicznych w miejscu pomiaru. Zebrano i zanalizowano dane uzyskane w okresie trzech lat. W celu uchwycenia tendencji zmian procesu ekshalacji radonu i zależności od warunków meteorologicznych konieczne było wykonywanie pomiarów kilka razy w ciągu doby, co zostało zrealizowane poprzez zaprojektowanie przez autorkę i wykonanie automatycznego urządzenia do pomiarów ekshalacji. W pierwszych dwóch rozdziałach pracy umieszczono informacje na temat radonu i procesów jakim podlega w środowisku, a także przedstawiono matematyczny opis zjawiska ekshalacji radonu z gruntu. Uzupełniono równanie opisujące proces ekshalacji radonu z gruntu o wprowadzenie czynnika odpowiadającego wilgotności gleby. Rozdział 3 poświęcono przedstawieniu wybranych metod stosowanych w pomiarach
współczynnika emanacji radonu i szybkości jego ekshalacji. Stanowisko pomiarowe,
urządzenie do automatycznych pomiarów ekshalacji oraz zaproponowaną przez autorkę
metodykę pomiarów ekshalacji radonu z gruntu, przedstawiono w rozdziałach 4 – 5. Rozdział 6 zawiera analizę zebranych wyników pomiarów szybkości ekshalacji radonu, zarówno pod kątem statystycznym jak i wpływu wybranych parametrów meteorologicznych na szybkość tego procesu. W celu omówienia tego ostatniego zagadnienia posłużono się m.in. analizą wieloparametryczną, która pozwoliła na sformułowanie bardziej precyzyjnych wniosków dotyczących wpływu warunków meteorologicznych na dynamikę procesu ekshalacji. Podsumowanie i wnioski przedstawiono w rozdziale 7. Do pracy została dołączona płyta CD zawierająca pełny zestaw wyników pomiarów ekshalacji radonu z gruntu wraz z kompletem danych meteorologicznych rejestrowanych w okresie pomiarowym 2003 – 2006, a także rysunki przebiegów szybkości ekshalacji na tle zmian podstawowych parametrów meteorologicznych (ciśnienie atmosferyczne, temperatura i wilgotność powietrza, opady, szybkość wiatru) dla okresu jesień 2005 – lato 2006
Przystosowywanie cyklotronu AIC-144 do protonowej radioterapii oka część 4. Poprawa jakości próżni w komorze cyklotronu, usprawnienie systemu sterowania traktem wiązki, zmniejszenie obciążeń zmęczeniowych komory akceleracji
No full textThis article concerns adaptation of the cyclotron AIC-144 to radiotherapy of eye melanoma. The first part of the article describes suppression of residual fumes inside the cyclotron chamber. In order to attain this new vacuum configuration turbomolecular pumps have been installed and the ion source has been supplied with hydrogen of high purity. The result was: better stability of the proton beam, increase of deflection coefficient and ion source life-span. Second part describes the system of control and power supply of transport ion beam to the therapy post. Next there is a description of the system which counteracts the mechanical stress in the cyclotron chamber. The both enterprises improve operational reliability, reduce downtime, increase comfort of service. The tests confirmed usefulness of the executed works
Ablacja laserowa tarczy grafitowej z uzyciem lasera Nd:YAG o długosci fali 1064 nm
No full textDiamentopodobne powłoki weglowe sa obecnie intensywnie badane jako materiały o wielorakich potencjalnych zastosowaniach w elektronice, optyce i trybologii. W raporcie
przedstawiamy pierwsze warstwy amorficznego wegla uformowane metoda PLD w IFJ
PAN. Powłoki deponowane były na podłozach krzemowych w komorze prózniowej pod
cisnieniem 5x10¡5 mbar przez ablacje laserowa tarczy grafitowej. W eksperymencie
uzyto lasera Nd:YAG o długosci fali 1064 nm i gestosci energii w zakresie 10-50 J/cm2.
Mikrostruktura uzyskanych powłok została przebadana przy uzyciu spektroskopii Ramana